Xwork's Blog

Hola de nuevo a todos, después de tomar el sueño eterno (que en la actualidad es de seis a nueve meses!!) Por fin regresamos a terminar con los asunto pendientes y a tratar de aprender mas en el proceso. En el último post, estábamos fabricando unas luces que prenden y apagan al ritmo de la música.

 Hola de nuevo a todos, el día de hoy vamos a continuar con más de Visualizer V3. En el post anterior, vimos cómo amplificar la señal de audio para que el nivel de las luces no dependa totalmente del volumen del audio, el día de hoy vamos a ver cómo hacer las pantallas de LEDs usando el viejo y confiable LM3915.

Las conexiones a seguir son realmente simples, para ello primero veamos el diagrama siguiente:

Las conexiones son:

• Pin 1 - Salida de LED.
• Pin 2 - Tierra.
• Pin 3 - VCC (3 ~ 35V).
• Pin 4 - Divisor bajo
• Pin 5 - Input
• Pin 6 - Divisor alto.
• Pin 7 - Referencia de salida.
• Pin 8 - Ajuste de referencia.
• Pin 9 - Selector de modo.
• Pin 10 ~ Pin 18 - Salida de LED's

Si recuerdas del post inutil apps #4 - Visualizador de sonido y comparas los diagramas, verás que son prácticamente iguales, excepto por una sola conexión, en este caso el pin 6, lo conectamos a 5v, probablemente te estés preguntando ¿para que? y la respuesta es simple: así tenemos un mejor control de cual es el marco de trabajo.

En el post anterior vimos una de la aplicaciones de los amplificadores operacionales, en ese caso lo usamos cómo amplificador, pero es posible usarlo cómo comparador y el LM3915 hace uso de ese comportamiento.

Si observas detenidamente , todas las salidas son las salidas de los amplificadores operacionales, mientras que las entradas "positivas" se conectan a una serie de resistencias que van desde el pin 4 al pin 6, si recuerdas bien, esta configuración es un divisor resistivo y usarse resistencias del mismo valor en cada paso, tendremos que el voltaje será proporcional y será determinado por los valores que se usen en los pines 4 y 6. Así que si conectamos el pin 4  a tierra y el pin 6 a 5v, tendremos en cada paso 0.5v.

En la entrada negativa tendremos el voltaje que se aplique al pin 5, que en nuestro caso, será el voltaje proporcional al nivel de sonido. La forma en que  se usa es: cuando a un amplificador operacional se le aplica un voltaje mayor en la entrada negativa, la salida de este tendrá un voltaje igual al aplicado a la entrada negativa, en caso contrario (si el voltaje es mayor en la entrada positiva), la salida tendrá el voltaje de la entrada positiva.

Si tomamos en cuenta quu aplicamos un voltaje de 5v en el pin 5 y el pin 6 esta conectado a 5v, eso implica que todos los led prenderán, pero además eso aplica también para cuando el voltaje es mayor a 5v (valga la redundancia). Ahora si por ejemplo; aplicamos 2.7v al pin 5 mientras los pin 4 y 6 siguen conectados igual, del primero al quinto LED son los que cumplen la condición de tener un voltaje mayor en la entrada negativa por lo que se encenderían.

Y bien, por ahora es todo, en el siguiente y ultimo post, agregamos los componentes adicionales y pondré a disposición de cualquiera los diagramas para la fabricación de los PCB, que recalco, ya han sido probadas y están listas para usarse.

Los leo luego.

 Hola de nuevo a todos, despues de un tiempo de ausencia, es hora de retormar el curso y crear un poco de contenido para el blog. En esta ocasion vamos a hacer mejoras para las luces audio-ritmicas que en algun momento hice. Si bien funcionan bien, había algunos detalles por arreglar para que funcionanran de manera adecuada. El proyecto se va a dividir en dos partes en donde detallaré cómo es que funciona, pero ademas pondré a disposicion de cualquiera que quiera ordenar las placas PCB, los archivos gerber del diagrama que veremos. Este a diferencia del velocimetro, ya esta probado, por lo que puedes encargarlos sin el temor de que algo funcione mal.

Si hacemos un poco de memoria (o revisamos el post), veremos que todo funciona cómo es debido, pero tiene un problema un tanto grave: ¡¡No tiene control de volumen!!, por lo que los niveles que se muestran en las luces, dependen directamente del nivel de volumen de la fuente de sonido, pero no solo eso, además el sonido tenía que estar amplificado para poder ver algo. Al inicio lo pensé así por la sencilla razón que no tengo un amplificador grande; y eso fue hasta hace poco.

Ahora cómo el sistema de sonido es mas grande, al subir un poco el volumen , este ya alcanza un nivel considerable de ruido y aun así no se alcanza a iluminar todas las luces del diseño pasado. La solución es simple, debemos de amplificar por separado el audio para las luces. Para poder conseguir esa tarea, vamos a usar un amplificador operacional.

Para esta tarea cualquier amplificador operacional funciona, pero en mi caso voy a usar el circuito integrado LM358.

Para poder usarlo, debemos de hacer las conexiones cómo sigue:

Cómo podrás observar, usamos tres resistencias. R3 sirve para establecer a tierra cómo referencia entre la señal que ingresamos, R1 y R2 se utilizan para establecer la ganancia que va a tener. Hay que tener en cuenta que este tipo de conexión conocida cómo "non inverting" sirve para amplificar la ganancia de la señal (hay varios tipos de configuraciones, pero eso esta fuera del tema del post), pero además existe una formula que nos sirve para calcular la ganancia.

Tomando en cuenta que los voltajes de salida en los conectores de audio de la mayoría de los dispositivos esta en un rango de hasta 2.2v, debemos de tratar de elevarlo al menos diez veces. En la practica he tenido problemas asumiendo esto, debido a que no poseo un osciloscopio, me resulta difícil obtener una medición exacta, pero podemos aquí usar una ganancia de 200, aunque parezca algo exagerado, debemos de tener en cuenta la amplificación no va a ir mas allá del voltaje de entrada que le demos al amplificador, por lo que si lo alimentamos con 12v, en el peor de los casos, tendremos 11.7v aproximadamente cómo máximo a la salida (eso dependiendo del amplificador, pero una vez mas, es un tema que merece un post a parte). Pero además 2.2v es el máximo por lo que tener al mínimo el volumen podemos esperar valores en el rango de los milivolts y si por ejemplo; tenemos 0.01v, al amplificarlo 200 veces, tendremos 2v

Ahora veamos los cálculos.

Si queremos saber cual es el valor de las resistencias que debemos de usar, bastará con realizar la sustitución de dos valores, si por ejemplo queremos una ganancia de 201, pero además tenemos una resistencia de 1k para R1 podemos sustituir en la formula:

En el post anterior vimos cómo hacer las conexiones en el diagrama, hoy solo veremos cómo ensamblarlo.

Para que se más vistoso decidí hacer una caja de 100 cm x 10 cm x 10 cm con madera de 0.4 cm. para eso corte 2 pedazos de 100 cm x 10cm y once pedazos de 10 cm x 10 cm para usarlos cómo divisores.



Para unir todo simplemente use clavos de 1.27 cm y pedazo de madera de 9 cm x 2 cm x 2 cm. Odio admitirlo, pero de esta parte no gusto tanto el resultado porque se así:


Y se notan más cuando la luz se enciende pero a pesar de todo decidi mantener el diseño cómo simple recordatorio de que hay que planear bien todo desde el principio.

Luego pegue los LED's usando silicón caliente, puesto que esto esta diseñado para no moverse mucho, en lugar de usar clavos o un pegamento más potente, el silicón cumple con su trabajo a la perfección y por eso también lo use en los espaciadores.


Cuando terminé de pegar los LED's use cable "rainbow" de 8 buses (que era la que tenía a la mano) + dos cables 28 AWG para hacer las conexiones hacia el circuito controlador, hay que recordar que el integrado LM3915 /14/16 va a manejar cada LED  desde su cátodo por lo que estos deben de ir por separado. Para el anodo, igual use cable 28 AWG, cada modulo LED usa 20 mA por lo que suponiendo que todos estén encendidos a su máxima capacidad, solo circularan 200mA por este cable.


Finalmente solo conecte el circuito ya hecho, todo parecía funcionar de maravilla, pero aqui vuelvo a remarcar la importancia de planear estás cosas. A pesar de que es un proyecto que llevo "haciendo" desde el 2014 (15?) cuando por pura casualidad le dije a una amiga sobre mi adicción a las luces sensibles al sonido y ella me consiguió los primero lm3915 (que todos esos murieron en nombre del progreso). Hasta ahora que en teoría ya debería de tener una idea clara de que y cómo hacerlo. Simplemente no aprendí nada ya que no tome en consideración el espacio para anclar debidamente todo el circuito y simplemente lo deje así; colgando.

Aunque es una mala practica dejar las cosas "cómo queden", por está ocasión la dejare así, ya que el resultado es igual a cómo lo imaginé hace mucho.

Y bien, por ahora es todo, no olvides revisar el post anterior donde están los diagramas.

Los leo luego.

P.D:

Lo admito.

Desde que era pequeño, siempre tuve fascinación por las luces audioritmicas, recuerdo que mi papá tenía un Boom-Box (a grabadora) que tenia un visualizdaor de 10 niveles (un LED por nivel). El efecto que lograba era bastante llamativo y tal mosco a la luz, no podía evitar ser atraído por esta.


El día de hoy vamos a hacer un visualizador de sonido. usando uno de los integrados más comunes: el LM3915.

Para empezar revisemos el siguiente esquema:

El circuito integrado LM3915 se encarga de medir niveles de voltaje y es capaz de manejar 10 LED's.
Antes de continuar revisemos para que sirve cada una de las entradas del integrado

1. Pin 1 - Salida de LED.
2. Pin 2 - Tierra.
3. Pin 3 - VCC (3 ~ 35V).
4. Pin 4 - Divisor bajo
5. Pin 5 - Input
6. Pin 6 - Divisor alto.
7. Pin 7 - Referencia de salida.
8. Pin 8 - Ajuste de referencia.
9. Pin 9 - Selector de modo.
10. Pin 10 ~ Pin 18 - Salida de LED's

Para poder hacer el proyecto entonces necesitaremos los siguientes componentes:

• U1 - Circuito integrado LM3915 (14/16).
• D1 - Diodo 1N5819
• R1 - Resistencia 680 Ohms
• R2 - Resistencia 150 Ohms
• R3 - Resistencia 10 KiloOhms
• C1 - Capacitor electrolitico 10 micro Faradios.
• LED1 ~ 10. Diodo LED.

Para empezar, el circuito integrado LM3915 tiene la capacidad de entregar de desde 2 mA hasta 30 mA, para poder ajustar la corriente que va a circular en cada salida, debemos de tomar en cuenta la siguiente formula:

• 12.5/R1

En nuestro caso tenemos que la resistencia R1 tiene un valor de 680 Ohms por lo que sustituyendo tenemos:

• 12.5/680 = 18.3 mA

Con 18.3mA tenemos la cantidad suficiente de corriente para manejar casi cualquier LED. Al establecer la corriente, no nos tendremos que preocupar por poner resistencias entre los LED's y VCC puesto que el integrado se encargara de administrar: pero hay que resaltar que si solo se va a hacer uso de un solo LED a cada salida, es recomendable bajar el voltaje al cual trabajaremos, si no lo hacemos, todo el voltaje sera disipado por el integrado y la vida útil de este se reducirá.
Si se quiere hacer uso de 12V podemos usar segementos de LED como los siguientes:


Este tipo de módulos son muy comunes, al hacer la medición cada segmento consume 20mA, para poder calcular la resistencia adecuada podemos re-acomodar la formula de tal forma que si queremos saber que resistencia debemos usar tendremos algo cómo lo que sigue:

• 12.5/I (donde I es la corriente).

Y sustituyendo tenemos:

• 12.5/0.02 =  625 Ohms

Ahora imaginemos que queremos usar 25 mA, solo bastará que se sustituya el nuevo valor de la corriente:

• 12.5/0.025 = 500 Ohms.

Si se requiere una mayor corriente para manejar corrientes de mas de 30 mA, se deberá de usar algún transistor, si se le exige más corriente al integrado, este simplemente se quemará.

Para la entrada de señal, el circuito esta diseñado para ser conectado a la salida de un amplificador con niveles de 0V a 9V, para poder variar la sensibilidad, debemos de cambiar la corriente que circula por el pin8. Por ahora solo dejare esta versión, pero si necesitas saber cual es el valor de las resistencias para los voltaje, puedes leer la hoja de datos del integrado.

Para poder controlar cómo se va a mostrar los niveles, disponemos de dos modos:

1. Modo Barra.
2. Modo Punto.

El modo barra consiste en que todos los niveles se encenderán si hay uno superior activo, supongamos que tenemos el LED 8 encendido, entonces los LED's del 1 al 8 estarán encendidos, aunque parezca un poco obvio, es importante mencionarlo para contrastarlo con el modo punto; en el modo punto solo el LED 8 debe de estar encendido, solo este lo estará, es decir ninguno que no sea el del nivel actual estará encendido. Si se usa el modo punto, debemos de usar una resistencia de 1 a 10KOhms entre el PIN 1 y su respectivo LED, si no se pone, cuando el nivel sea diferente al del LED 1, este presentará un ligero resplandor.

El modulo rojo debería de estar totalmente apagado, pero sin la resistencia no lo hacer (aunque pienso que quueda bien)

Y bien, por ahora es todo, en el siguiente post, veremos cómo armar el circuito y trataremos de hacer un empaque para que se vea un poco mejor.

Los leo luego.